Introducción a los modelos climáticos simples utilizados en - IPCC

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Introducción a los modelos climáticos simples utilizados en el Segundo Informe de Evaluación del IPCC
Océano
Atmósfera
Vegetación
en tierra
Detritos
Partes
arboladas
no boscosas
Partes arboladas
boscosas
Suelo móvil
Suelo resistente
por CO 2 , con los que se podría equilibrar el ciclo del carbono en
presencia de emisiones netas debidas al uso de la tierra. Por
ejemplo, la fertilización por nitrógeno de partes de la biosfera
terrestre como efecto secundario de las emisiones de NO x
podrían estar causando una captación adicional de carbono de
0.2-1.0 GtC/año (ver el SIE GTI, secciones 2.1.1 y 9.2.3.4). Los
cambios climáticos acaecidos en los últimos decenios podrían
estar forzando a la biosfera terrestre a absorber una cantidad
considerable de carbono (ver el SIE GTI, secciones 2.1.1 y
9.2.3.1). Cuando funcionan estos mecanismos, el efecto de
fertilización por CO 2 es más débil; si no se incrementan al
mismo ritmo que el efecto de fertilización por CO 2 , la extrapolación
de un efecto de fertilización por CO 2 sobreestimado dará
lugar a proyecciones de concentraciones demasiado pequeñas
de CO 2 atmosférico.
Figura 7. Componentes del ciclo del carbono y flujos de carbono que se incluyen
habitualmente en los modelos simples. El componente oceánico se puede formular
como un modelo de difusión-afloramiento, o se puede representar mediante una
función matemática (llamada formalmente “integral de convolución o repliegue”),
que se puede usar para repetir con bastante fidelidad el comportamiento de otros
modelos, incluidos los MCGO empleados como parte del ciclo del carbono.
oceánica y de mezcla vertical mediante un modelo de
difusión–afloramiento unidimensional o una variante de éste.
En el tercer modelo usado en el SIE GTI, el de Wigley (1991),
se emplea una representación matemática razonablemente
correcta de la captación del carbono mediante un MCGO, que
fuera empleado por primera vez por Harvey (1988).
Cuando estos tres modelos del ciclo del carbono se ejecutan con
las emisiones antropógenas de combustibles fósiles, los incrementos
de CO 2 atmosférico simulados desde la revolución
industrial se parecen a los observados. Por consiguiente, cuando
se añaden las emisiones netas debidas a la deforestación y la
repoblación forestal (estimadas en 1.1±1.0 GtC/año para el
decenio 1980; ver el SIE GTI, Tabla 2.1), se necesitan más
sumideros para evitar incrementos demasiado grandes de CO 2 .
Una técnica para crear esos sumideros, usada en los cálculos del
SIE GTI (secciones 2.1 y 6.3), consiste en especificar un efecto
de fertilización por CO 2 sobre la biosfera terrestre. Cuanto más
intensas sean las emisiones debidas a los usos de la tierra
supuestos para el pasado, tanto mayor será el efecto de fertilización
necesario. Si a continuación se extrapola este efecto al
futuro de alguna manera (no necesariamente en forma lineal), la
concentración de CO 2 prevista para el futuro será tanto más baja
cuanto más intensas sean las emisiones debidas a los usos de la
tierra pasados y presentes supuestos (porque las emisiones
debidas al uso de la tierra se reducirán eventualmente). La
validez de esta extrapolación a largo plazo es muy incierta (ver
también el SIE GTI, secciones 2.1.1 y 9.2.3.2, y el SIE GTII,
sección A.2.3).
Como se indica en el SIE GTI (sección 2.1) y en IPCC94
(capítulo 1), hay otros mecanismos, además de la fertilización
En las predicciones de la temperatura media mundial y el nivel
del mar (ver el SIE GTI, sección 6.3), y en los cálculos de la
estabilización del CO 2 (SIE GTI, sección 2.1) también se han
dejado de lado otros procesos que podrían incidir en las concentraciones
futuras de CO 2 atmosférico. En particular, no se han
tenido en cuenta: la posibilidad de aceleración de la respiración
de carbono de la biomasa y el suelo debida a temperaturas más
cálidas (que conduce a una liberación de CO 2 potencialmente
grande); el lanzamiento de carbono a la atmósfera ocasionado
por la destrucción de los bosques cuando las zonas atmosféricas
se desplazan con demasiada velocidad; o el impacto de las
temperaturas oceánicas más cálidas y los cambios de circulación
oceánica en la captación de CO 2 por los océanos (que
pueden conducir a una liberación pequeña o a una absorción
adicional de CO 2 ). (Hasta que se comprenda mejor la importancia
relativa de los mecanismos alternativos de absorción del
CO 2 antropógeno, seguirá siendo difícil cuantificar las incertidumbres
en las previsiones de CO 2 atmosférico). (ver el SIE
GTI, capítulos 9 y 10 para un análisis del impacto potencial de
estos procesos sobre el ciclo del carbono).
4.1.3 Tratamiento de los gases emitidos no directamente
El ozono troposférico se produce indirectamente a través de
reacciones químicas en las que intervienen CH 4 , CO, NO x y
COV, que tienen fuentes naturales y artificiales. El cálculo
correcto de la acumulación del ozono troposférico necesita
modelos tridimensionales de la química y el transporte atmosféricos.
En las predicciones del SIE GTI (sección 6.3) de la
temperatura media mundial y el nivel del mar para después de
1990 sólo se ha incluido el aumento del ozono troposférico
asociado con concentraciones crecientes de CH 4 porque las
relaciones entre CO, NO x y COV y la acumulación del ozono
troposférico son inciertas, y porque hay dudas sobre la
adecuación de los modelos tridimensionales actuales. Se
supone que este forzamiento es directamente proporcional al
aumento de la concentración del metano, cuyo valor en 1990 es
de 0,08 W m -2 . Hasta 1990, también se incluyó el forzamiento
radiativo por ozono troposférico asociado con las emisiones
diferentes de CH 4 . Se supone que este forzamiento ha sido